暗黒物質の最良の地図により、これまでに見たことのない構造が明らかになった

科学者たちは、約 250,000 個の銀河の形状の微妙な歪みを使用して、史上最高の暗黒物質マップを作成しました。それは宇宙の最大の謎のいくつかを理解するのに役立つかもしれません。

暗黒物質はその名の通り、私たちが検出できる光を発しないため、マッピングするのが非常に困難です。それは重力を通じてのみ通常の物質と相互作用するため、研究者はそれを利用して、それがどこにあるかを把握します。マサチューセッツ州ノースイースタン大学のジャクリーン・マクリアリー氏らは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を使用して、満月よりわずかに大きい空の領域を調べた。

「これは、宇宙のこの小さな一角の足場を示す非常に高解像度の写真です」とマクリアリー氏は言う。この地図の解像度は、ハッブル宇宙望遠鏡で作成された以前の地図の約 2 倍であり、地球からはるかに離れた構造物も含まれています。

この地図を作成するために、研究者らは約 250,000 個の銀河の形状を調べましたが、興味深いのはその本来の形状ではありません。 「これらの銀河は基本的に宇宙の壁紙です」と、この分析には関与していないミネソタ大学のリリヤ・ウィリアムズ氏は言う。その代わりに重要なのは、重力レンズと呼ばれるプロセスにおいて、望遠鏡と「壁紙」の間の暗黒物質の重力が銀河の光をどのように歪ませるかということです。遠方の銀河の平均的な形状が円形から離れるほど、より多くの暗黒物質が銀河と私たちの間に存在することになります。

これらの形状の違いを分析することで、研究者らは巨大な銀河団と、それらを繋ぐ宇宙の網のフィラメントの地図を作成した。これらの構造のいくつかは、私たちがこれまでに規則的な、または発光した物質を観察しているときに観察したものと一致せず、それらが暗黒物質によって支配されているに違いないことを示しています。 「広範な領域にわたってこれらの構造の多くを特定するには、重力レンズは非常に数少ない技術の 1 つであり、間違いなく最良の技術です」とウィリアムズ氏は言います。

暗黒物質は宇宙の総物質の約 85 パーセントを占めており、銀河や銀河団だけでなく宇宙全体の進化にとっても重要であるため、これは重要です。その分布図を作成することは、それがどのように行動するのか、そしてそれが正確に何でできているのかを突き止めるのに役立つ可能性があるとウィリアムズ氏は言います。

「これは観測上のクーデターであるだけでなく、宇宙論的なパラメータの制約、銀河とその暗黒物質のハローとの関係、時間の経過とともにどのように成長し進化するかなど、他の多くの分析が可能になるでしょう」とマクリアリー氏は言う。これらの宇宙論的パラメーターには、宇宙を加速的に膨張させる神秘的な力であるダーク エネルギーの強さが含まれます。

今のところ、JWST マップは、ラムダ CDM として知られる現在の宇宙の標準モデルと一致しているようですが、新しい洞察を確実に提供するために、データの詳細な調査がまだ行われていないことがたくさんあるとマクリアリー氏は言います。 「一見ラムダ CDM と一致しますが、私はまだ諦めていません。分析が完了するまで判断を保留します。」